第二章 地下水的储存与循环

《地下水科学概论》一、名词解释。

第一章地下水分布1. 地下水：分布在地下岩石空隙之中的水。

2．岩石的透水性：岩石允许水透过的能力。

3. 结合水：由于固体颗粒表面的静电作用而吸附在颗粒表面的水。

4. 重力水：重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力，因而能在自身重力作影响下运动的那部分水。

5. ★☆毛细水：在毛细力作用，水从地下水面沿着细小空隙上升到一定高度，形成一个毛细水带6. 支持毛细水：由于毛细力的作用，水从地下水面沿孔隙上升形成一个毛细水带，此带中的毛细水下部有地下水面支持。

7．孔角毛细水：在包气带中颗粒接点上由毛细力作用而保持的水。

8. 悬挂毛细水：由于上下弯液面毛细力的作用，在细土层会保留与地下水面不相联接的毛细水。

9. 空隙：地下岩石中没有被固体颗粒或固体骨架占据的那一部分空间。

10. 多孔介质：含有空隙的固体称为多孔介质。

11．孔隙：松散的（或未固结的）固体颗粒之间或颗粒集合体之间的空隙。

12．★孔隙度：某一体积的孔隙介质中孔隙体积与孔隙介质体积之比。

13. ★孔隙比：某一体积孔隙介质内孔隙体积与固体颗粒体积之比14. 有效空隙：相互连通而能使水流通过的孔隙称为有效空隙。

15. 孔隙介质的比表面积：一定体积的孔隙介质中所有颗粒的总面积与孔隙介质体积之比。

16．裂隙：固结的和坚硬的岩石在成岩过程中或成岩以后由于受到一些地质营力的作用而形成的沿一定平面方向展布的空隙。

17．★裂隙率：一定体积的裂隙介质内裂隙的体积与裂隙介质体积之比。

18．溶穴：可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞。

19．岩溶率：一定体积的岩溶介质内溶穴的体积与岩溶介质体积之比。

20. ☆容水度：一定体积的多孔介质完全被水饱和时所能容纳的水的体积与多孔介质体积之比。

21．★持水度：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量。

22. ★☆给水度：一定体积的饱水多孔介质在重力作用下释放出的水体积与多孔介质体积之比（重力给水度：地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释出的水的体积）。

供水水文地质整理供水水文地质整理By Guo Xinzhang绪论1、地下水：埋藏在地表以下岩石空隙中的水称之为地下水。

2、与地表水相比地下水供水水源具有优势：P11）地下水在地层中渗透经过天然过滤，水质良好，一般不需净化处理2）地下水（特别是深层地下水）因有上部岩层作为天然保障，一般不易受到污染，卫生条件较好3）地下水水温较低，常年变化不大，特别适宜于冷却和空调用水4）地下水取水构筑物可适当地靠近用水户，输水管道较短，构筑物较简单，基建费用较低，占地面积也小5）水量、水质受气候影响较小，一般能保持较稳定的供水能力，因此在很多缺少地表水的地区（如干旱半干旱的山前地区、沙漠、岩溶山地），地下水常常是唯一的供水水源6）可以利用含水层调蓄多余的地表水，增加有效水资源总量，工业上还可以利用含水层的保温盒隔热效应，开展地面水的回灌循环，达到节能、储水、节水的目的3、我国总人口的75%引用地下水第一章地质基础知识一、地球的构造与形态1、地球赤道半径6378.16km，极半径6356.755km，两者相差约21.4km2、地球内圈特征：地壳（莫霍面）地幔（古登堡面）地核P33、外圈特征：大气圈、水圈、生物圈P44、地壳表面特征：最高：喜马拉雅山的珠穆朗玛峰，海拔8844.43m最深：太平洋的马里亚纳海沟，海平面以下11034m5、陆地地形：山地，丘陵，平原，高原，盆地，洼地P56、海底地形：大陆架，大陆坡，大陆基，海沟，岛弧，深海（大洋）盆地，洋中脊等7、地壳中的主要成分的硅、铝的氧化物二、矿物与岩石1、矿物的主要物理性质：晶形、颜色、光泽、条痕、硬度、解理和断口、相对密度等详见P8表格2、岩石的分类：P9岩石是在各种地质条件下由一种或几种矿物组成的集合体。

1）岩浆岩：P9岩浆沿着地壳岩石的裂隙上升到地壳范围内或喷出地表，热量逐渐散失，最后冷却凝固而成的岩石就叫岩浆岩，又称火成岩。

岩浆上升侵入周围岩层中所形成的岩石称为侵入岩，侵入岩又可分为深成岩和浅成岩两大类。

地下水的基本知识1. 地下水的概念地下水是指以各种形式埋藏在地壳空隙中的水，包括包气带和饱水带中的水。

地下水也是参于自然界水循环过程中处于地下隐伏径流阶段的循环水。

地下水是储存和运动于岩石和土壤空隙中的水，那么地下水必然要受到地质条件的控制。

地质条件包括岩石性质、空隙类型与连通性、地质地貌特征、地质历史等。

地下水环境是地质环境的组成部分，它是指地下水的物理性质、化学成分和贮存空间及其由于自然地质作用和人类工程——经济活动作用下所形成的状态总和。

2. 地下水的埋藏条件岩石和土体空隙既是地下水的储存场所，又是运移通道。

空隙的大小、多少、连通性、充填程度及其分布规律决定着地下水埋藏条件。

根据成因可把空隙区分为孔隙、裂隙与溶隙三种，并可把岩层划分为孔隙岩层(松散沉积物、砂岩等)、裂隙岩层(非可溶性的坚硬岩层)与可溶岩层(可溶性的坚硬岩石)。

孔隙岩层中的空隙分布比裂隙可溶岩层均匀，溶隙一般比孔隙、裂隙岩层中的空隙规模大。

这三种空隙的大小分别以孔隙度、裂隙率与岩溶率表示，即某一体积岩石中孔隙、裂隙和溶隙体积与岩石总体积之比，以百分数表示。

岩石空隙中存在着各种形式的水，按其物理性质可分为气态水、吸着水、薄膜水、毛细水、重力水和固态水。

此外，还有存在于矿物晶体内部及其间的沸石水、结晶水与结构水。

水文地质学所研究的主要对象是饱和带的重力水，即在重力作用支配下运动的地下水。

岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。

空隙的多少、大小、形状、连通情况和分布规律，对地下水的分布和运动具有重要影响。

将岩石空隙作为地下水储存场所和运动通道研究时，可分为三类，即：松散岩石中的孔隙，坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶穴。

(1) 孔隙。

松散岩石是由大小不等的颗粒组成的。

颗粒或颗粒集合体之间的空隙，称为孔隙。

岩石中孔隙体积的多少是影响其储容地下水能力大小的重要因素。

孔隙体积的多少可用孔隙度表示。

孔隙度是指某一体积岩石(包括孔隙在内)中孔隙体积所占的比例。

《水文地质学》课程笔记第一章绪论一、水文地质学的研究对象1. 地下水- 定义：地下水是指在地表以下岩石空隙和土壤孔隙中储存的水。

- 特点：地下水具有隐蔽性、循环性、动态性、可再生性和不可替代性。

- 研究内容：地下水的水位、流量、水质、水温、化学成分、运动规律等。

- 分类：根据埋藏条件，地下水可分为潜水、承压水等类型。

2. 岩土- 定义：岩土是指地球表层及其内部的岩石和土壤。

- 特性：岩土的物理性质（如密度、孔隙度、渗透性）、化学性质（如酸碱度、氧化还原性）和力学性质（如抗压强度、抗剪强度）。

- 研究内容：岩土的结构、组成、分布、成因、水文地质特性等。

3. 水资源- 定义：水资源是指地球表层可供人类利用的水。

- 特点：水资源具有时空分布不均、可再生性和有限性。

- 研究内容：水资源的评价、开发、利用、管理和保护。

4. 水文地质环境- 定义：水文地质环境是指地球表层地下水、岩土、气候、生态等因素相互作用的综合体。

- 研究内容：水文地质环境的调查、评价、监测、预测和调控。

二、地下水的功能1. 供水- 地下水是重要的饮用水源，尤其在干旱和半干旱地区。

- 地下水供水稳定，受气候变化影响较小。

2. 农业灌溉- 地下水灌溉可以提高作物产量，保障粮食安全。

- 地下水灌溉系统简单，易于管理。

3. 生态保护- 地下水维持河流、湖泊、湿地等生态系统的稳定。

- 地下水是许多生态系统的重要补给来源。

4. 灾害防治- 地下水可以调节地表水循环，减轻洪水和干旱灾害。

- 地下水开采可以降低地面沉降和海水入侵的风险。

5. 工业生产- 地下水用于冷却、洗涤、制造等多种工业用途。

- 地下水的水质稳定，适合特定工业需求。

6. 科研价值- 地下水研究为地质学、气候学、生态学等领域提供重要信息。

- 地下水是研究地球历史和地质作用的天然实验室。

三、水文地质学发展简史1. 古代阶段- 早期人类对地下水的利用主要限于井、泉等自然出露点。

- 古代文明（如古埃及、美索不达米亚）已有简单的地下水开发利用技术。

地下水的储存与循环李文涛土木三班20090110010340引言：地下水，是贮存于包气带以下地层空隙，包括岩石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。

地下水是水资源的重要组成部分,由于水量稳定,水质好，是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。

但在一定条件下，地下水的变化也会引起沼泽化、盐渍化、滑坡、地面沉降等不利自然现象。

摘要：地下水循环:指地下水的一个完整的补、径、排过程，补则是指地下水形成，地下水形成是由地表水或大降水入渗地下形成的，称之为补给源，径则是指地下水形成后在地下含水层系统中的运移，称之为径流，排则是指地下水通过种种方式又转化为地表水或大气水的过程，称之为排泄.正文：在了解地下水的储存与循环之前，我们应该先明白地下水如何分类。

地下水的分类原则有一种是根据地下水的某一特征进行分类；另一种则是综合考虑地下水的若干特征进行分类。

1、按起源不同,可将地下水分为渗入水、凝结水、初生水和埋藏水。

渗入水：降水渗入地下形成渗入水。

凝结水：水汽凝结形成的地下水称为凝结水。

当地面的温度低于空气的温度时，空气中的水汽便要进入土壤和岩石的空隙中，在颗粒和岩石表面凝结形成地下水。

初生水：既不是降水渗入，也不是水汽凝结形成的，而是由岩浆中分离出来的气体冷凝形成，这种水是岩浆作用的结果，成为初生水。

埋藏水：与沉积物同时生成或海水渗入到原生沉积物的孔隙中而形成的地下水成为埋藏水。

2、按矿化程度不同，可分为淡水、微咸水、咸水、盐水、卤水。

3、按含水层性质分类，可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。

4、按埋藏条件不同，可分为上层滞水、潜水、承压水。

地下水的补给在潜水面浅的地区，补给可以是由单次降雨引起的。

相反，估计早在12 万年之前，某些沙漠地区包气带的水就已渗入到土壤表面。

内华达州Yucca 山准备用作高放废物处置场地，要对其适用性做出评估，可能没有哪个地方对补给进行估计的重要性和难度比这里更加明显了。

为了估计在该场地过去、现在和未来的气候条件下穿过厚破碎火山凝灰岩补给的速率和位置，已花费了15 年多的时间和数千万美元。